CN104217543A

CN104217543A - 车载燃气报警装置

Info

Publication number: CN104217543A
Application number: CN201410370442.5A
Authority: CN
Inventors: 周其林; 刘刚
Original assignee: XIANTAO CHENGYU AUTOMOBILE ELECTRICAL APPLIANCE Co Ltd
Current assignee: XIANTAO CHENGYU AUTOMOBILE ELECTRICAL APPLIANCE Co Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2014-12-17

Abstract

本发明公开了车载燃气报警装置，包括带有微控制器的报警器、具有微控制器的探头，探头与报警器之间通过屏蔽线进行数字通讯；探头包括第一微控制器、气体传感器和温度传感器；气体传感器与第一微控制器相连，温度传感器与第一微控制器相连，第一微控制器输出端与报警器相连。本发明提供报警灵敏、防误报的车载燃气报警装置，其有助于识别报警天然气泄漏的各种状态，防止误报。

Description

车载燃气报警装置

技术领域

本发明涉及一种气体报警装置，特别涉及一种车载燃气报警装置。

背景技术

当发动机启动后，天然气便从储气瓶流入燃料软管中。在发动机附近，天然气将进入压力调节器从而实现降压，然后天然气将进入多点气体燃料喷射系统，该系统会将其引入气缸中。传感器和计算机将对燃料和空气的混合气体进行调节，以便火花塞点燃天然气时，燃烧更有效。

众所周知，当前汽车天然气管路有接头相连接，长时间使用后存在漏气等问题，一旦漏气就有浪费气和爆炸等潜在危险，给车主的正常开车和人生安全平添不少问题，一种急需在漏气的情况下快速自动切断天然气供气系统检测装置，从而车主在使用天然气系统能够安全，经济。

例如公告号为CN2849858Y的中国专利，其公开了一种车载气体泄漏报警装置，其包括控制器、至少两探头、声光报警装置和电磁切断阀，探头用于检测汽车储气罐和发动机是否漏气，控制器从探头采集气体浓度数据处理后通过声光报警装置显示浓度值，同时比较当前浓度值与设定的危险值，如浓度值大于危险值，控制器则向声光报警装置发送信号，同时控制电磁切断阀切断储气罐出气口。该技术方案中，探头只作为采集信号的传感器使用，无法对采集信号分析处理，只能简单地将采集信号传送给控制器，控制器只能通过探头监测信息值与预先设定值对比判断是否触发声光报警装置。由于车辆使用时因不同天气、不同使用时间段等原因，探头监测信息具有复杂的多样性，探头采集的信息很容易造成报警装置产生误报的现象。为此，有必要进一步改进现有车载气体泄漏报警装置，防止误报。

发明内容

本发明针对目前市场上报警装置容易产生误报的现象，提供报警灵敏、防误报的车载燃气报警装置，其有助于识别报警天然气泄漏的各种状态，防止误报。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种车载燃气报警装置，包括报警器、探头，其特征是所述探头包括第一微控制器、气体传感器和温度传感器；所述气体传感器与第一微控制器相连，温度传感器与第一微控制器相连，所述报警器包括第二微控制器，所述第一微控制器输出端通过屏蔽线与第二微控制器输入端连接并进行数字通讯。

作为优选，所述第一微控制器连接有用于处理气体传感器信号的滤波电路，该滤波电路与气体传感器连接。

作为优选，所述探头有两个，两个探头分别与报警器相连。

作为优选，所述气体传感器的供电控制脚与三极管的射极连接，三极管的基极经过限流电阻与第一微控制器连接，三极管的集电极接地，气体传感器信号输出脚经过滤波电路与第一微控制器连接。

作为优选，所述第一微控制器数字信号输出端与驱动三极管的基极连接，驱动三极管的射极经射极电阻接地，三极管的射极经过限流电阻、屏蔽线与第二微控制器输入端连接。

作为优选，所述第一微控制器对气体传感器采集的数据数据转换成数字信号，通过屏蔽线输出给第二微控制器，报警器上的微控制器与探头上微控制器传输数字进行匹配，通过探头两个微控制器采集信号做出反应；同时温度传感器检测温度信号后，根据气体传感器的温度特性对传感器输出值进行补偿。

所述气体传感器还设在恒温套内，所述恒温套包括保温套、铝套，其中铝套底部设有制冷片，所述保温套套住铝套，铝套内安装有气体传感器，在气体传感器与铝套之间的缝隙内设有导热胶，所述电子制冷片与三极管驱动电路连接，三极管驱动电路与第一微控制器输出端连接，所述温度传感器与第一微控制器相连。

本发明具有下列优点：车载燃气报警装置，包括带有微控制器的报警器、具有微控制器的探头，报警器上的微控制器与探头上微控制器传输数字进行匹配，通过探头两个微控制器采集信号做出反应，主控制器根据信号类型分别实现驱动声光报警装置和电磁切断阀，两级驱动增加声光报警装置和电磁切断阀驱动的可靠性；在信号处理电路上采用在报警器上的微控制器内置软件的数字通讯的方式，数字通讯必须满足8位数据的传输才能启动整个系统报警功能，只有匹配的数据与事先软件里存储的数据匹配成功，系统才检测报警状态，这样误报的可能性就不存在；8位数据匹配必须在80ms完成，所以灵敏度提高很多。在探头的MCU中增加温度补偿，外界温度对气体传感器的性能有影响，探头MCU采集温度，后根据气体传感器的温度特性对传感器输出值进行补偿。这样就尽量避免温度对探头的影响。

附图说明

图1为本发明控制原理图；

图2为本发明中探头电路示意图；

图3为本发明中报警装置电路示意图；

图4为本发明中处理信号流程图；

图5为本发明中探头新增功能扩展电路框图；

图6为本发明中探头新增恒温套结构示意图；

图7为本发明中探头新增恒温套剖面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施方式一：如图1所示，车载燃气报警装置，包括带有微控制器的报警器1、两个具有微控制器的探头2。

探头2有两个，分为一号探头和二号探头，两个探头电路结构相似，分别通过屏蔽线与报警器相连并进行数字通讯。一号探头放置在发动机边上管路接口处的上方，二号探头放置在储气罐的出口管路接口处的上方，以方便检测天然气。

如图2所示，探头（一号探头和二号探头）2包括电源电路29、传感器供电控制电路Q3和报警数字信号输出电路Q2，第一微控制器21、气体传感器22和温度传感器23、滤波电路24和程序下载接口25，第一微控制器21、气体传感器22和温度传感器23、滤波电路24均放置在探头2的外壳内，外壳必须耐腐蚀。温度传感器23通过温度采集电路Q1与第一微控制器21连接，气体传感器22与第一微控制器相连，第一微控制器输出端通过报警数字信号输出电路Q2与报警器上的第二微控制器11相连。第一微控制器的连接头28(连接头28与插座15连接)第二微控制器通过屏蔽线进行数字通讯。

报警数字信号输出电路Q2为三极管驱动电路，所述第一微控制器数字信号输出端与驱动三极管Q2的基极连接，驱动三极管的射极经射极电阻R4接地，三极管的射极经过限流电阻R5、连接头28、屏蔽线、上拉电阻R11与第二微控制器输入端连接。

气体传感器22有四个脚，其中供电控制1脚与供电三极管的射极连接，供电三极管的基极经过限流电阻与第一微控制器21连接，供电三极管的集电极接地（图中倒三角形表示接地点），气体传感器信号输出脚经过滤波电路24与第一微控制器21连接。

如图2所示，本发明中，报警器1电路包括按键10、第二微控制器11，声光报警装置（电路）13和电磁切断阀12、电磁切断阀驱动电路121、通讯接口电路100、下载程序接口14、插座15、电源指示灯16以及电源电路。第二微控制器与声光报警装置相连，向声光报警装置输入报警信号；第二微控制器经过三极管驱动电路121与电磁切断阀12相连，向电磁切断阀输入断开信号。通讯接口电路100提供数字通讯信号接口，方便与外部电脑连接。本发明中，第一探头、第二探头均与插座15连接，外部电源也与插座15连接。插座15上2至10接口分别连接为：一号探头、二号探头、电源正极、电源负极、数字通讯发送口、数字通讯接收口、电磁切断阀连接口、探头电源正极、探头电源负极。此外，第二微控制器还可以通过插座15与其他控制执行元件连接。

优选实施例，第一微控制器21、第二微控制器11为单片机，其型号为PIC16F1823。

车载燃气报警装置工作原理如下：

第二微控制器控制两个探头，给探头供电，并与探头进行数据传输；探头通过自带的第一微控制器进行数据采集分析，滤波电路对采集的数据进行采样滤波处理，再把数据送给第一微控制器转换成数字信号，根据自定义协议通过屏蔽线输出给第二微控制器，第二微控制器内置的软件根据自定义协议解剖数据，增加模糊响应算法对数据进行分析做出相应的状态反应及显示与报警。本发明中，数字通讯必须满足8位数据的传输才能启动整个系统报警功能，只有匹配的数据与事先软件里存储的数据匹配成功，系统才检测报警状态。这样误报的可能性就不存在。8位数据匹配必须在80ms完成，所以灵敏度提高很多。

该车载燃气报警装置工作如下：

第二微控制器发出自检指令，传送给两个探头2。探头2上的第一微控制器收到自检指令后，对气体传感器22和温度传感器23发出脉冲信号，得到回复后，第一微控制器将回复指令回传给第二微控制器，第二微控制器比对后，若正常则进入下面程序，若反常则重新自检。多次自检不合格，第一微控制器将相应故障信号编成数字信号代码回传给第二微控制器对应相应故障代码，于是第二微控制器可以直接显示故障内容。

自检合格后，则系统就处于正常工作状态，开始对燃气的实时状态进行监测了。气体传感器22采集的数据，第一微控制器对采集的数据进行采样滤波处理；同时温度传感器23检测温度信号后，对滤波处理后的燃气检测信号进行温度补偿，得到校正后的数字信号代码根据自定义协议通过屏蔽线输出给第二微控制器，该代码与微控制器上预存报警代码进行比较，预存代码信息对应天然气泄漏的各种状态，根据比较结果进行相应的控制操作。例如向声光报警装置发送信号，同时切断电磁切断阀断开储气罐出气口。

如果是环境气体、环境温度极端变化、电磁干扰等影响，第一微控制器经比对后得到相应数字信号代码，该代码与第二微控制器上预存报警代码进行比较，预存代码信息认为正常干扰信号，则让系统正常工作，不受其影响而不会触发报警。

此外本电路还有扩展，即实施方式二：气体传感器还可以设在恒温套K内，所述恒温套K包括保温套221、铝套220，其中铝套220底部紧贴设有制冷片223，所述保温套221套住铝套220，铝套220内安装有气体传感器22，在气体传感器22与铝套220之间的缝隙内设有导热胶222，所述电子制冷片223与三极管驱动电路连接，三极管驱动电路与第一微控制器输出端连接，所述温度传感器与第一微控制器相连。这样的方式除了实现实施方式一所有功能外，结合恒温套K，还可以实现温度的主动补偿、取得本发明电路的更优化效果。

Claims

1.一种车载燃气报警装置，包括报警器、探头，其特征是所述探头包括第一微控制器、气体传感器和温度传感器；所述气体传感器与第一微控制器相连，温度传感器与第一微控制器相连，所述报警器包括第二微控制器，所述第一微控制器输出端通过屏蔽线与第二微控制器输入端连接并进行数字通讯。

2.根据权利要求1所述车载燃气报警装置，其特征是所述第一微控制器连接有用于处理气体传感器信号的滤波电路，该滤波电路与气体传感器连接。

3.根据权利要求1或2所述车载燃气报警装置，其特征是所述探头有两个，两个探头分别与报警器相连。

4.根据权利要求3所述车载燃气报警装置，其特征是所述气体传感器的供电控制脚与三极管的射极连接，三极管的基极经过限流电阻与第一微控制器连接，三极管的集电极接地，气体传感器信号输出脚经过滤波电路与第一微控制器连接。

5.根据权利要求4所述车载燃气报警装置，其特征是所述第一微控制器数字信号输出端与驱动三极管的基极连接，驱动三极管的射极经射极电阻接地，三极管的射极经过限流电阻、屏蔽线与第二微控制器输入端连接。

6.根据权利要求3所述车载燃气报警装置，其特征是所述第一微控制器对气体传感器采集的数据数据转换成数字信号，通过屏蔽线输出给第二微控制器，报警器上的微控制器与探头上微控制器传输数字进行匹配，通过探头两个微控制器采集信号做出反应；同时温度传感器检测温度信号后，根据气体传感器的温度特性对传感器输出值进行补偿。

7.根据权利要求1所述车载燃气报警装置，其特征所述气体传感器还设在恒温套内，所述恒温套包括保温套、铝套，其中铝套底部设有制冷片，所述保温套套住铝套，铝套内安装有气体传感器，在气体传感器与铝套之间的缝隙内设有导热胶，所述电子制冷片与三极管驱动电路连接，三极管驱动电路与第一微控制器输出端连接，所述温度传感器与第一微控制器相连。